[實用新型]基于模擬量數字化傳遞的合并單元精確時間測試儀

有效

• 申請號: 201320239564.1
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN203259610U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 舒展;鄒進;熊麗霞;余侃勝
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江西省電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

技術領域????

本實用新型涉及一種基于模擬量數字化傳遞的合并單元精確時間測試儀，屬電力系統智能變電站繼電保護校驗領域

背景技術????

目前，智能變電站以及數字化變電站的發展已經進入到大面積工程應用階段，隨著電子式互感器、傳統互感器+合并單元模式的大量應用，合并單元將正式成為智能變電站以及數字化變電站的智能設備。隨著國家電網公司Q/GDW?441-2010《智能變電站繼電保護技術規范》的發布，基于時間控制的合并單元也已經在智能變電站中大量應用，其中對合并單元的延時特性以及SMV報文時間抖動特性都已做出比較明確的規范，同步信號已經與保護無關，那么繼電保護裝置所依賴的采樣值特性完全由合并單元的時間特性決定，目前各大模擬量輸入的合并單元的設備制造商均實現了合并單元數字量報文輸出的時間特性控制，其中延時特性，時間抖動特性基本滿足了國家電網公司Q/GDW?441-2010《智能變電站繼電保護技術規范》中對于合并單元時間特性的要求。但目前國內還沒有形成對于時間特性精確測試的方法以及設備，用以測試模擬量輸入合并單元的延時特性、時間抖動特性以及在合并單元在同步切換守時過程中的延時變化情況、時間抖動變化情況。

從目前現狀來看，迫切需要一種裝置來定量精確測試合并單元數字信號輸出的，而不僅僅是測試其秒脈沖的同步精度。其測試方法以及測試手段的實現可以很好地為智能變電站繼電保護對于采樣值在時間域上的精確要求，也為智能變電站的跨間隔同步實現提供技術上的依據。

發明內容????

本實用新型的目的是，為了解決智能變電站以及數字化變電站對于合并單元在正常情況下或同步異常情況下的延時特性以及時間抖動特性等方面的測試要求，并針對目前現有合并單元應用的技術現狀，開發出基于模擬量數字化傳遞的合并單元精確時間抖動測試儀。

本實用新型的技術方案是，本實用新型基于模擬量數字化傳遞的合并單元精確時間測試儀由報文控制模塊、報文檢測模塊、模擬量采集板卡、模擬量轉換模塊組成。報文檢測模塊連接報文控制模塊的輸入端，報文控制模塊的接口與上位機接口相聯；模擬量轉換模塊通過模擬量采集板卡與上位機接口相聯；被試合并單元聯接報文檢測模塊輸入端。

報文控制模塊是一塊主CPU，采用嵌入式操作系統。

上位機與測試儀報文控制模塊、模擬量采集板卡之間采用以太網通訊連接。測試儀報文檢測模塊與被試合并單元之間通過多模ST-ST光纖連接，測試儀內部也通過相同多模ST-ST光纖連接。

本實用新型的工作原理是，基于模擬量數字化傳遞的合并單元精確時間特性測試儀依賴高精度的采集板卡采集與被試合并單元接收的相同的模擬信號，依托FPGA的精確時間測量以獲得模擬量合并單元的延時值，以及報文發送的延時抖動數據。同時采用錄波技術在延時抖動的突然變化過程中來測試合并單元的模擬量變化情況，以期獲得模擬量輸入合并單元在同步正常與異常等各種極端工況下的時間變化特性與模擬量之間的關系。

本實用新型的有益效果是，本測試儀測試精度高，采用高精度板卡作為模擬量采集，讓模擬量精度對時間精度的影響降到最低；本測試儀實時性強，因為采用強大的嵌入式操作系統以及FPGA作為測試系統的終端測試設備，所以具有很好的實時性測試，快速響應，滿足智能變電站過程層報文的實時性要求，時間分辨率可以達到20ns；自適應性好，不用導入CID文件格式，直接按照報文里的配置信息來實現合并單元校驗工作。該測試儀可以精確地測試合并單元的時間特性，解決了合并單元的同步守時與智能二次設備之間的關系，為同步信號進入智能變電站體系建立理論依據。為智能變電站的大面積推廣提供檢測依據。

本實用新型適合應用于智能變電站。

附圖說明????

????圖1是本實用新型基于模擬量數字化傳遞的合并單元精確時間測試儀的結構框圖。

具體實施方式

本實用新型的具體實施方式如圖1所示。

本實施例基于模擬量數字化傳遞的合并單元精確時間測試儀由報文控制模塊、報文檢測模塊、模擬量采集板卡、模擬量轉換模塊組成。報文檢測模塊連接報文控制模塊的輸入端，報文控制模塊的接口與上位機接口相聯；模擬量轉換模塊通過模擬量采集板卡與上位機接口相聯；被試合并單元聯接報文檢測模塊輸入端。

本實施例中報文控制模塊為主CPU,采用嵌入式操作系統。本實施例測試儀通過測試合并單元基波相位角來反應合并單元的額定延時。

基于模擬量數字化傳遞的合并單元精確時間測試儀通過繼電保護測試儀外加模擬量，測試儀與合并單元同時接入模擬信號，高精度板卡采集模擬信號，FPGA控制的報文檢測模塊接收來自被試合并單元的9-2報文信號，通過計算板卡接收數據與被試合并單元數字量之間的相位角差計算出合并單元的額定延時，并通過鎖相環計算出被試合并單元延時發送抖動度。利用FPGA硬件高可靠性以及分辨率實時計算出合并單元發送報文的延時抖動度。